可展开星载抛物面天线的结构设计

可展开星载抛物面天线的结构设计

一、可展星载抛物面天线结构设计(论文文献综述)

刘瑞伟[1](2020)在《索肋张拉式空间折展天线机构设计与索网找形研究》文中进行了进一步梳理空间网面可展开天线是一类由展开机构、金属反射面和索网结构构成的空间可展开系统,随着航天器结构向大口径方向发展,网面可展开天线也成为各航天大国广泛关注和研究的热点。但目前空间网面可展开天线存在质量大、刚度和展开精度低等问题,制约了大型可展开天线在宇航空间领域中的广泛应用。本文采用大量张紧柔性索作为连接构件,确定索肋张拉式折展天线机构设计方案,创新设计出一种索肋张拉式折展天线,与传统桁架铰接式可展开机构相比具有更高的刚度和更轻的质量。并对索肋张拉式折展天线非线性力学建模、结构参数优化、索网找形与精度调整和地面模拟实验等方面进行了深入的理论和实验研究。面向空间网面展开天线大口径、高刚度和轻质量的需求,本文提出一种索肋张拉式可展开天线机构。综合考虑天线系统的焦径比、展收功能、收拢率等方面的要求,建立展开单元几何参数与几何构型之间的对应关系,并确定机构单元数的评价指标,分析各种类型拉索对天线系统结构刚度的影响,优选出最佳的天线机构单元数及拉索的布置形式。建立预应力索、梁单元刚度数学模型,分析预应力对梁、索单元非线性的影响规律,为后续索梁结构的非线性动力学建模奠定理论基础。基于几何非线性有限元方法,研究天线机构展开后的动力学特性,在传统动力学模型的基础上,添加与结构预应力分布相关的几何非线性刚度项,建立非线性拉索单元和桁架梁单元刚度分析模型。基于节点坐标矩阵和构件连接矩阵,推导出天线展开机构的肋杆和拉索的空间矢量矩阵。通过添零处理和矩阵转换,解决索、梁单元刚度矩阵维度不匹配问题,建立含预应力的索肋张拉式天线整体结构的动力学模型,分析张紧索的预应力对整个天线系统刚度的非线性影响,得到新型天线展开结构的固有频率及振型。该种建模方法为预应力结构及索-梁结构的非线性动力学求解提供了理论支撑。天线机构中各类型张紧索预应力的分布、大小及天线结构参数直接影响展开天线的性能。本文基于非线性有限元法和基因遗传算法,综合考虑展开天线结构柔性变形的影响,提出一种张紧索预应力分布设计方法,建立天线系统结构形状误差与张紧索预应力对应关系模型,以天线结构的形状精度最高作为优化目标,在一定的约束条件下,优选出多种类型张紧索的预应力分布和大小。在此基础上,以固有频率约束下的天线刚度/质量比最大作为优化目标,优选出最佳的天线机构中肋杆和张紧索的结构参数。天线索网的结构及其形面精度直接决定了天线反射信号的能力,本文考虑索网的悬垂效应,进行精细的网格划分,分析索网等分段数对抛物面拟合精度的影响,确定了天线索网结构以及各索段的理想长度。基于力密度法建立索网结构内所有节点的静力平衡方程,提出考虑展开机构变形的索网结构找形方法,并以各索段的力密度值作为设计变量,综合考虑展开机构边界变形的影响,建立天线索网结构找形优化模型,优选出形面精度和拉索预应力分布均匀性最佳的索网结构,该种网面找形方法能够显着提高可展开天线的形面精度。另外,基于节点调整法实现了索网精度的快速调整,避免拉索出现松弛或过张紧的状态,进一步提高了索网结构的形面精度。为了验证本文所提出的折展天线机构方案的可行性和理论分析的正确性。根据索肋张拉式折展天线机构的展开原理及优化设计的结果,制造出一套实验样机,该新型展开机构具有高刚度、轻质量及高折叠比等特点,且具有良好的展收性能。通过对索肋张拉式折展天线展开精度、静刚度、动刚度及索网结构的形面精度实验研究,验证了索肋张拉式天线整体结构的非线性动力学建模方法和网结构找形方法的正确性。

陈传志,董家宇,陈金宝,林飞,蒋松,刘天明[2](2021)在《空间大型星载抛物面天线研究进展》文中研究表明抛物面天线作为星载天线的重要组成部分,在深空探测、移动通信、国防事业、气象监测等方面均具有广泛应用,近年来随着上述学科的快速发展,抛物面天线的研究也越来越受到人们的重视。针对空间大型星载抛物面天线的发展与需求,首先系统地概括了国外星载抛物球面天线的发展现状,综述了刚性、网状以及充气式星载抛物球面天线,对各类星载抛物球面天线的结构、性能进行了较为详细的描述和分析,对国内在该领域的部分研究成果进行了简述。然后梳理了星载抛物柱面天线的发展,对国内外具有代表性的抛物柱面天线进行了介绍,对抛物球面天线和抛物柱面天线进行了参数对比与分析。接下来对近年来针对星载抛物面天线的相关技术进行了介绍。最后对星载抛物面天线的发展趋势做了简要分析与预测。

王志岗[3](2020)在《基于刚性折纸的固面天线结构设计与分析》文中研究指明随着国际上对于太空资源的重视,空间天线的应用领域日益宽广,任务复杂程度逐渐上升,高增益、多频段的天线成为航空航天领域研究的热点。固面天线具有精度高、刚度大、热稳定性好、可靠性高等优点,拥有广阔的应用前景和发展潜力。本文基于刚性折纸技术,分别研究了固面天线的展开结构方案、展开机构设计和型面误差分析,具体工作内容及成果如下:首先,设计了多顶点五折痕可展开结构。基于包装盒折叠模式,设计多顶点五折痕刚性折纸模式,通过邻接矩阵消元法计算其自由度,根据折纸等效机构与Myard机构之间的关系,提出减少自由度的折痕约束条件。分析该折叠模式的折叠率,证明其在可展开结构方面的应用潜力。结合工程实际,考虑材料的厚度对于不同折痕处折叠过程的影响,建立连接件最小尺寸数学约束模型。通过多顶点五折痕折叠模式,给出了平面及抛物面可展开结构设计方案。其次,设计了驱动反射面板块运动的展开机构并对其进行了分析。运用空间类复向量法,结合固面天线收拢与展开运动参数,设计了基于空间RSSR四杆机构的并联式驱动展开机构,利用并联机构支链运动相同的特性,实现了反射面各板块同步展开。通过自由度计算公式和机构回路方程,分析了展开机构的可动性及从动件的运动规律,并对匀速驱动源在天线展开到位时由于速度不为零产生的冲击问题进行了优化设计。借助ANSYS有限元分析软件,研究了该可展结构的固有特性。通过ADAMS虚拟样机技术,分析了固面天线的展开动力学特性以及驱动力矩变化规律。最后,建立误差模型并对型面精度进行了分析。引入误差传递矩阵理论,将加工制造、铰链间隙等多源误差等效为构件杆长误差,分析了可展开机构运动误差演变规律,将从动件的输出误差转化为刚性反射面误差源之一,同时考虑反射面自身运动副展开重复精度及制造误差对型面精度的影响,建立了固面天线反射面型面精度误差分析模型。通过蒙特卡洛法,分析了天线型面精度统计分布特征及其关键影响因素,为提高天线型面精度的鲁棒设计提供了依据。

陈佳伟[4](2020)在《大型抛物面可机动天线背架设计与研究》文中研究说明针对快速地跟随目标或转换目标的问题,要求星载天线具备一定的机动性,本文主要研究了大型可机动星载天线构型的实现方案,提出了一种适合该类方案的天线背架,对其运动学、动力学以及机动性等方面进行了研究。针对工程项目需求,研究了反射面的几何特征,确定了反射面成型方案,为使结构更加紧凑,运用最小二乘法确定了天线背架的最优工作表面。为实现星载天线的可机动性,设计了一种基于三棱柱可展单元的天线背架,该天线背架具有高刚度、高收纳比、轻质、大口径等优点。为了加强径向肋天线的刚度,在两相邻径向肋外端设计了双层剪切链。为验证该天线背架的合理性,基于D-H法和螺旋理论建立了三棱柱可展单元的运动学模型,分析了可展单元的展开过程和展开轨迹。基于可展单元运动学的研究方法,建立了天线背架整体的运动学模型,研究了其展开过程,验证了展开功能的有效性。为保证天线背架的稳定性,研究了天线背架的结构动力学特性。为避免天线背架共振,分析了天线背架的自由模态和约束模态,得出了前几阶固有频率与振型。研究了不同材料和几何尺寸对天线固有频率的影响,得到了提高天线背架固有频率的方法,为后续优化结构的固有频率提供理论基础。为能快速转换追踪目标以及对快速移动目标进行监测,研究了星载天线的机动性能。首先,通过联合PATRAN与ADAMS研究了不同工况下天线背架的驱动力矩和功率,基于惯性释放对危险工况进行了强度分析,结果表明该背架满足工程要求。为提高天线背架运动效率,研究了天线背架从机动开始到获得稳定所需的时间,采用二分法确定了天线背架的最佳运动方案,并分析了该运动方案下天线背架的瞬态响应特性及结构强度,验证了该方案的可行性。最后,在不影响天线背架稳定性的基础上减轻背架质量,以最佳运动方案确定的工况条件为约束,根据研究的固有频率提高方法,以几何尺寸为决策变量,建立相应的优化模型,通过联合MATLAB与NASTRAN对天线背架结构进行了优化,优化后的模型固有频率与原模型相近,但其质量降低了77.94%,优化效果明显。

郭芸芸[5](2020)在《抛物柱面可展天线支撑机构动力学分析与控制》文中指出随着我国航天事业快速的发展,星载天线在通信卫星、气象卫星、电子侦察卫星等各类卫星上的应用不断加强,所以具备大口径、高精度、高收纳比与高增益特点的可展天线成为各航天大国研究的重点。本文以大型抛物柱面可展天线支撑机构为研究对象,针对其运动学、动力学分析与展开最优控制进行了理论研究。本文首先研究了抛物柱面可展天线的工作原理,后将天线支撑机构单元模块进行拆分,基于四连杆机构与各杆件几何参数,推导出单元模块中部件的位形关系及各旋转角与滑块位移的表达式,后通过模块的组合形式与D-H法建立了整个天线支撑机构的运动学模型,并运用MATLAB软件进行数值求解,得到天线支撑机构展开过程中的运动轨迹图。其次为了研究抛物柱面可展天线支撑机构的稳定性,针对其在运输过程与入轨工作中的状态分别建立了天线支撑机构收拢与展开态的有限元模型,对其进行不同工况下的模态分析,并针对天线支撑机构展开态有限元模型进行频率响应分析,分析了其在载荷作用下的振动情况。为了更好的掌握抛物柱面可展天线支撑机构在展开过程中的动力学特性,本文建立了基于拉格朗日第二类方程法的天线支撑机构刚体动力学模型,得到恒力作用下单元模块的动力学特性,并与ADAMS仿真结果进行对比分析;通过柔性单摆与刚柔耦合双摆算例验证了自然坐标法与绝对节点坐标法在刚柔耦合动力学建模中的正确性,后针对“日”字形可展天线支撑机构在ADAMS中进行刚柔耦合动力学仿真,验证了其展开可行性并分析了展开过程中的动力学特性。最后针对天线支撑机构展开过程中易受冲击影响而引发故障等问题,提出了一种最优时间急动度展开轨迹设计方法。建立了基于三次样条函数插值法的展开时间和系统急动度综合最优的天线展开轨迹优化模型,通过引入期望解保留策略改进了NSGA-II算法,解决了多目标优化过程中存在的最优解难以快速稳定的问题,实现了对该优化模型的高效求解,获得了最优展开轨迹。

李鑫[6](2020)在《新型负泊松比蜂窝结构天线反射面力学性能及热变形研究》文中研究指明卫星作为现代军事、民事、航空领域的重要工具得到广泛应用。星载反射面作为星载卫星的重要设备之一用来收集或发射信号。目前星载卫星反射面一般制成抛物面形状,抛物面相较于其它几何构型能够产生强方向性的辐射场。反射面通常由蜂窝夹层板制成。蜂窝夹层板由上蒙皮、下蒙皮以及蜂窝芯层三个部分组成。蜂窝芯层胞元采用六边形蜂窝结构,六边形蜂窝胞元是典型的正泊松比结构,但随着近年来对负泊松比结构的深入研究,负泊松比的优越性逐渐显现。本文在研究负泊松比结构力学性能的基础上,将其应用于卫星天线反射面。并以反射面型面精度值为优化目标进行多目标优化,提高了反射面反射精度,论文主要研究内容如下:(1)蜂窝胞元结构力学性能推导。基于弹性力学和材料力学理论,将蜂窝胞元胞壁等效为欧拉-伯努利梁,基于虚功原理得到蜂窝胞元结构在载荷作用下的位移公式,由此建立新型负泊松比蜂窝胞元结构泊松比和等效弹性模量解析公式。将蜂窝胞元等效为与蜂窝胞壁同尺寸的各向异性胞壁,利用蜂窝胞元和薄板在均布扭矩作用下变形能相同原理推导出胞元的等效扭转刚度。(2)新型负泊松比蜂窝胞元结构设计参数对其力学性能影响。研究蜂窝结构设计参数对蜂窝胞元力学性能的影响规律,通过理论推导得到了负泊松比蜂窝胞元结构泊松比,等效弹性模量,等效扭转刚度的数学表达式,将解析表达式输入Matlab软件中,得到各力学性能随蜂窝胞元几何尺寸变化图。为后续胞元结构优化提供理论基础。(3)蜂窝胞元结构有限元仿真。利用有限元软件仿真分析负泊松比结构的模态频率、静变形、对比六边形蜂窝板的抗剪切性能。通过参数实验设计法和拉丁超立方取样对蜂窝胞元结构设计参数进行数据点采集,基于采集到的数据研究结构的设计参数对蜂窝胞元模态频率、静变形影响规律。运用RBF近似模型拟合得到胞元参数与静力变形之间的关系且验证了RBF模型的正确性。利用序列二次规划法求解得到RBF模型,从而得到合理的蜂窝参数搭配。(4)卫星反射面热变形仿真及优化。将负泊松比蜂窝胞元结构应用在卫星天线反射面上,通过有限元软件仿真得到反射面在均匀温度场下热变形。以反射面型面精度值为优化目标,负泊松比结构设计参数和蒙皮铺层角度为设计变量,采用粒子群优化算法得到胞元结构最佳尺寸和最佳铺层角度。结果表明,反射面型面精度值提高22.6%。

武聪魁[7](2019)在《环形天线的热变形分析与找形研究》文中进行了进一步梳理环形可展天线服役于空间环境,空间高低交变的温度场使得天线的热变形时刻发生着变化,其形面精度和张力分布也随之改变,进而影响天线信号传递的稳定性。本文以环形可展天线为研究对象,基于力密度和非线性有限元的找形方法,研究了考虑热变形的找形方法。首先,介绍了空间热环境特性,详细阐述了空间低温、空间真空、空间微重力和空间热源的特点及其对天线产生的影响;进而对空间热源参数做出基本假设,定义了天线轨道及其运行姿态;并对空间热学理论做了简要分析。其次,以环形可展天线为研究对象,通过UG软件的仿真模块分析计算环形可展天线的温度场,为计及温度场的找形提供温度场数据。为了获得更加精确的温度场数据,提出了一种建立金属铰链简化模型的方法,对计及金属铰链的天线模型进行空间热仿真,并进一步对比分析了天线模型在有无铰链时温度场的差别。最后,建立了热形分析模型,并得到在温度场影响下的热变形的最差工况,然后基于力密度和非线性有限元法,进一步研究了计及热变形的找形方法,并对最差工况进行了计及热变形的找形分析。

张祥[8](2019)在《模块化可展开抛物柱面天线机构设计与分析》文中进行了进一步梳理模块化可展开天线机构是天线展开变形的主要构件,在展开到位后自锁,对金属网状反射面起到支撑固定作用,由于其折展比高、可拓展性强,已成为抛物面与抛物柱面天线中的主要形式。本文以模块化可展开抛物柱面天线机构为研究对象,面向其展开口径与收拢尺寸要求,基于剪叉机构、可展肋机构、支撑桁架机构进行了天线系统的方案设计,基于收拢尺寸要求和轻量化要求优选。根据天线机构与工作表面的位置关系,针对工作表面母线抛物线,进行了曲线拟合,比较了过两端点找圆与过一端点找圆的方法,获得了天线机构关键节点的空间坐标。分析了模块化可展开抛物柱面天线机构的运动学特性。针对天线机构在展开过程中的运动学问题,对天线机构的基本肋单元、中心模块和多中心模块进行了几何建模,仿真分析了不同驱动方式下机构展开过程中的速度加速度位移曲线。结合有限元仿真分析软件ANSYS,进行了结构动力学特性分析,分析了结构材料、支撑方式、尺寸参数等因素对天线机构展开工作状态下固有频率的影响方式,并进行了谐响应分析,验证模态分析的正确性。根据模态分析所得结论,以天线的基频为约束条件、整体天线重量为目标,对基本肋单元的杆件直径、壁厚等结构参数进行了轻量化优化分析。这些因素对基频的影响方式研究,为此类抛物柱面天线机构的设计与分析提供了理论参考。在对天线机构设计与分析的基础上,研制了模块化可展开抛物柱面天线机构原理样机,并搭建了振动激励平台,对基本展开模块的原理样机进行了展开功能试验和展开态的振动测试试验,验证了仿真分析与结构设计的正确性。

王建东[9](2019)在《可展开固面天线机构设计与性能研究》文中研究表明随着对宇宙空间奥秘的深入探索,传统的卫星已经不能满足人们对外太空信息的渴望,对超大型、高精度的卫星、空间站的发展越发迫切和需要。而星载天线作为卫星发射和接收信号的设备,对卫星的正常运行至关重要。本文根据目前国内外抛物面式固面可展开天线的发展现状,设计出一种展开口径为2.2m的新型可展开固面天线机构,完成对可展开固面天线机构的结构设计、天线的运动学及动力学特性分析、可展开固面天线机构的原理样机研制、精度分析与试验验证。具体包括以下几方面:设计了一种展开口径为2.2 m的可展开固面天线机构,提出了4种基本可展机构构型,并对各构型机构的自由度和优缺点进行了分析。根据构型方案4完成天线面板分块数量的优选、基本可展机构收拢角度和结构尺寸的确定,对基本可展机构、面板支撑与锁定机构、锁定解锁切换机构和联动传动机构进行了详细的结构设计,完成了对可展开固面天线机构展开原理的分析与设计。将基本可展机构抽象成一单闭环空间连杆机构,对机构运动过程中自由度进行分析,利用D-H坐标变换建立了机构的运动学模型。通过位置矢量方程得出输入位移与输出回转角之间关系,利用向量封闭形投影法解出各回转角间关系,分析出机构的位置等运动学特性,并完成对天线面板整个运动过程扫掠图的绘制。利用ADAMS建立机构的运动学仿真模型,验证了运动学分析的正确性。在运动学分析的基础上,利用D-H坐标变换矩阵推导出基本可展机构Lagrange函数,通过数值计算求解机构运动过程驱动力,利用ADAMS软件仿真验证动力学分析的正确性。建立基本可展机构的ADAMS动力学仿真模型,对驱动力的影响因素、锁定解锁切换机构的可靠性和支撑杆柔性时基本可展机构的动力学特性进行了分析。另外,对天线结构整体的动力学性能进行分析,包括天线展收状态、有无锁定机构时固有频率及相应阵型的分析,完全展开状态下天线的谐响应分析,基本可展机构固有频率的影响因素及参数灵敏度分析。研制出天线原理样机,并进行展开功能试验,验证天线重复展开功能和结构尺寸参数选取的正确性。为实现天线重复展开和形面精度的误差来源与精确分析,建立了由构件尺寸和回转铰链误差所引起的可展机构误差精度模型,同时引入蒙特卡洛方法对误差进行模拟,进行精度测量对分析加以验证。对样机进行形面精度和模态测量试验,验证对天线结构动力学性能分析的正确性,从而为可展开固面天线机构的设计提供数据参考。

王垒[10](2018)在《形面可调抛物面展开天线设计与分析》文中认为天线作为传输信号的载体在空间科学技术中不断创新与发展,已被广泛用于太空发展过程中,天线可以获取低功率信号,可以极大地促进卫星导航,深空探测,信息通信等技术的发展。空间星载天线结构轻量化设计需求,天线结构机械性能是其余性能的载体,为满足天线各个方面的工作要求,只有合理的结构方案才能为其提供保证。因此,本文对可展天线的机械展开方式研究具有重要研究意义。本课题以径向肋抛物面展开天线作为原型,设计一种形面可同步展开在不同的工作角度可驻位的新型抛物面展开天线。利用SolidWorks建立形面可调抛物面展开天线的三维模型,体现形面可调抛物面展开天线主要组成和其展开原理,介绍在给定形面可调抛物面展开天线机械部分构件尺寸,通过几何计算,确定了机构所有构件长度尺寸;基于此,对可展部件骨架单元与天线机构内部蜗杆副的啮合展开进行运动学分析;将Soildworks的三维模型导入ANSYS Workbench软件中对形面可调抛物面展开天线内部蜗杆副进行接触分析,通过分析其应力图和变形图,得出该天线结构应力和变形最大点的位置;在对整个的形面可调抛物面展开天线的前6阶进行模态分析,得到了各阶模态振动频率和模态云图,找出形面可调抛物面展开天线系统结构发生变形较大的部位,有依据考虑改进天线系统的大变形部分,避免形面可调抛物面展开天线的工作频率与结构的共振对系统的影响。根据上述的概述和仿真结果,对形面可调抛物面天线系统的方案设计进行制作样机。对原理样机组成进行了详细的介绍,各个部件的主要功能以及整个天线系统的方案设计装配;赘述了形面可调抛物面伞状天线系统的展开和收拢的工作过程。

二、可展星载抛物面天线结构设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、可展星载抛物面天线结构设计(论文提纲范文)

(1)索肋张拉式空间折展天线机构设计与索网找形研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的目的和意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 研究的目的和意义
    1.2 空间展开天线的国内外研究现状
        1.2.1 国外展开天线的研究现状
        1.2.2 国内展开天线的研究现状
    1.3 空间展开天线基础理论与关键技术研究现状
        1.3.1 空间折展机构设计
        1.3.2 空间展开机构动力学研究
        1.3.3 天线索网结构找形与精度调整研究
    1.4 当前研究存在的问题
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 索肋张拉式折展天线机构构型设计与刚度分析
    2.1 引言
    2.2 索肋张拉式折展天线机构方案与展开原理
    2.3 展开单元几何建模与构型设计
        2.3.1 展开高度约束
        2.3.2 展开机构构型设计
    2.4 张拉式天线结构刚度分析与张紧索布局设计
        2.4.1 张紧索对称性初始布局形式
        2.4.2 张紧索对天线刚度的影响分析
        2.4.3 张紧索的布局设计
    2.5 拉索几何刚度的非线性分析
        2.5.1 拉索几何刚度的非线性
        2.5.2 预应力拉索载荷与刚度关系
        2.5.3 拉索内预应力与刚度关系
    2.6 预应力对索、梁单元动刚度的影响分析
        2.6.1 预应力梁动刚度分析
        2.6.2 预应力拉索动刚度分析
    2.7 本章小结
第3章 含预应力的索肋张拉式天线结构非线性力学建模与分析
    3.1 引言
    3.2 索-梁结构的非线性力学建模
        3.2.1 含预应力的非线性空间梁单元模型
        3.2.2 含预应力的非线性空间索单元模型
    3.3 索肋张拉式天线结构的非线性力学建模
        3.3.1 天线结构参数化数学模型
        3.3.2 天线展开结构非线性力学建模
    3.4 索肋张拉式天线结构的动力学仿真分析
        3.4.1 特征值求解
        3.4.2 天线结构的模态分析
        3.4.3 不同因素对天线动力学特性影响分析
    3.5 本章小结
第4章 索肋张拉式天线拉索预应力及结构参数优化
    4.1 引言
    4.2 索肋张拉式折展天线拉索预应力的优化
        4.2.1 天线展开结构柔性变形分析
        4.2.2 基于遗传算法的天线展开机构拉索预应力优化
        4.2.3 天线机构张紧索预应力优化算例分析
    4.3 索肋张拉式折展天线结构参数优化
        4.3.1 天线展开结构参数优化模型
        4.3.2 天线结构参数优化算例分析
    4.4 本章小结
第5章 索肋张拉式天线索网结构找形与精度调整
    5.1 引言
    5.2 天线索网结构几何构型创建
        5.2.1 天线索网结构组成
        5.2.2 考虑垂跨比的网面几何构型
        5.2.3 天线索网结构数学建模
    5.3 考虑展开结构柔性变形的索网找形设计方法
        5.3.1 力密度法找形分析
        5.3.2 考虑展开机构变形的网面找形方法
        5.3.3 索网找形优化模型的建立
        5.3.4 算例分析
    5.4 索网结构精度调整
        5.4.1 索网精度调整原理
        5.4.2 索网精度优化求解算法
        5.4.3 算例分析
    5.5 本章小结
第6章 索肋张拉式折展天线样机研制与实验研究
    6.1 引言
    6.2 索肋张拉式折展天线的机构设计
        6.2.1 上、下肋杆间展开铰链机构
        6.2.2 主肋展开机构
        6.2.3 四连杆铰链联动机构
    6.3 索肋张拉式天线缩比样机研制
    6.4 驱动选型及机构展开功能验证
    6.5 天线机构重复展开精度实验
        6.5.1 测试原理与方案
        6.5.2 重复展开精度分析
    6.6 天线展开机构刚度实验
        6.6.1 静刚度实验结果
        6.6.2 固有频率实验结果
    6.7 索网结构网面精度检测与空间环境影响因素分析
    6.8 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历

(2)空间大型星载抛物面天线研究进展(论文提纲范文)

1 国外大型星载抛物面天线研究现状
    1.1 刚性星载可展开抛物面天线
        1.1.1 Sunflower及其改进型
        1.1.2 卡塞格伦天线
        1.1.3 MEA可展天线
        1.1.4 SSDA
    1.2 网状星载可展开抛物面天线
        1.2.1 径向肋可展天线
        1.2.2 缠绕肋可展天线
        1.2.3 环柱可展天线
        1.2.4 张力杆可展天线
        1.2.5 自回弹式天线
        1.2.6 构架式可展天线
        1.2.7 环形可展天线
    1.3 充气可展开天线
2 国内大型星载抛物面天线研究现状
    2.1 刚性星载抛物面天线
    2.2 网状星载抛物面天线
    2.3 充气星载抛物面天线
3 抛物柱面天线研究进展
    3.1 薄膜抛物柱面天线
    3.2“空心固体”抛物柱面天线
    3.3 刚性抛物柱面天线
4 大型星载抛物面天线设计技术及方法
    4.1 天线可展机构设计技术
    4.2 天线展开动力学分析
    4.3 天线性能测试技术
    4.4 天线精度优化技术
5 大型星载抛物面天线发展趋势
    5.1 大口径及超大口径抛物面天线
    5.2 具备多频段共用功能的星载抛物柱面天线
    5.3 适用于商业航天领域的小卫星星载可展天线
6 结论

(3)基于刚性折纸的固面天线结构设计与分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 刚性折纸机构
        1.2.2 可展开固面天线
        1.2.3 反射面型面精度分析
    1.3 主要研究内容与工作安排
第二章 基于刚性折纸模式的固面可展开结构设计
    2.1 引言
    2.2 多顶点五折痕模式
    2.3 多顶点五折痕模式分析
        2.3.1 自由度分析
        2.3.2 折叠率分析
    2.4 考虑厚度的可展开结构设计
        2.4.1 结构设计方法
        2.4.2 结构设计算例
    2.5 本章小结
第三章 展开机构设计与分析
    3.1 引言
    3.2 展开机构设计
    3.3 可展体系运动学特性分析
        3.3.1 可动性分析
        3.3.2 展开过程运动学分析
    3.4 可展体系动力学特性分析
        3.4.1 固有频率分析
        3.4.2 展开过程仿真分析
    3.5 本章小结
第四章 固面天线型面精度分析
    4.1 引言
    4.2 展开机构误差分析
        4.2.1 机构误差传递矩阵
        4.2.2 展开机构误差模型
    4.3 展开态反射面误差模型
    4.4 基于蒙特卡洛法的型面精度分析
        4.4.1 误差分布
        4.4.2 展开机构误差实验
        4.4.3 型面精度实验
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 研究总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
附录 A

(4)大型抛物面可机动天线背架设计与研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 可展星载天线的国内外研究现状
    1.3 空间可展支撑臂的国内外研究现状
    1.4 螺旋理论研究现状
    1.5 本文主要研究内容
第二章 天线背架的结构设计
    2.1 引言
    2.2 天线背架工作面的拟合
    2.3 可展单元结构设计
        2.3.1 折展杆和锁定结构设计
        2.3.2 可展单元原理样机的研制
    2.4 天线背架结构设计
        2.4.1 天线背架的径向肋设计
        2.4.2 天线背架的双层剪切链设计
        2.4.3 天线背架整体的结构设计
    2.5 本章小结
第三章 天线背架的运动学分析
    3.1 引言
    3.2 径向肋可展单元的运动学分析
        3.2.1 正位置分析
        3.2.2 逆位置的分析
        3.2.3 速度分析
    3.3 可展单元运动特性仿真验证
        3.3.1 可展单元的运动参数特性分析
        3.3.2 可展单元展开轨迹特性分析
    3.4 天线背架的径向肋运动学分析
        3.4.1 建立双可展单元的运动模型
        3.4.2 建立天线背架单根径向肋的运动模型
        3.4.3 建立天线背架整体的运动模型
    3.5 本章小结
第四章 天线背架的动力学分析
    4.1 引言
    4.2 有限元模型的建立
    4.3 模态分析
        4.3.1 自由模态分析
        4.3.2 约束模态分析
    4.4 固有频率影响因素分析
        4.4.1 材料对固有频率的影响
        4.4.2 几何尺寸对固有频率的影响
    4.5 本章小结
第五章 天线背架机动性的研究
    5.1 引言
    5.2 天线背架机动性分析
        5.2.1 天线背架调整机构
        5.2.2 不同工况的机动性分析
        5.2.3 强度分析
    5.3 天线背架机动过程分析
        5.3.1 最优运动方案的确定
        5.3.2 最优运动方案的强度分析
        5.3.3 瞬态响应分析
    5.4 基于遗传算法的结构优化设计
        5.4.1 结构优化模型建立
        5.4.2 遗传算法
        5.4.3 结构优化
        5.4.4 优化结果分析
    5.5 本章小结
第六章 论文总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 论文展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(5)抛物柱面可展天线支撑机构动力学分析与控制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文研究背景、目的及意义
    1.2 空间可展天线国内外研究现状
        1.2.1 固面式可展天线
        1.2.2 充气式可展天线
        1.2.3 金属网面式可展天线
    1.3 可展天线动力学研究现状
        1.3.1 多刚体动力学建模方法
        1.3.2 柔体动力学建模方法
    1.4 可展天线轨迹控制研究现状
    1.5 论文内容安排
第二章 抛物柱面可展天线支撑机构运动学分析
    2.1 前言
    2.2 抛物柱面可展天线工作原理
        2.2.1 抛物柱面可展天线支撑机构结构组成
        2.2.2 可展天线支撑机构工作原理
    2.3 天线支撑机构运动学分析
        2.3.1 天线支撑机构单元模块运动学分析
        2.3.2 多模块运动学分析
    2.4 本章小结
第三章 天线支撑机构的结构动力学分析
    3.1 前言
    3.2 天线支撑机构模态分析
        3.2.1 天线支撑机构有限元模型的建立
        3.2.2 天线支撑机构收拢状态下的模态分析
        3.2.3 天线展开状态下的模态分析
    3.3 天线支撑机构频率响应分析
    3.4 本章小结
第四章 天线支撑机构展开动力学分析与仿真
    4.1 前言
    4.2 刚体动力学分析
        4.2.1 单元模块机构刚体动力学建模
        4.2.2 动力学方程求解
    4.3 刚柔耦合动力学模型
        4.3.1 自然坐标法下的刚体模型
        4.3.2 绝对节点坐标法下一维梁单元的动力学模型
        4.3.3 多体系统动力学方程的建立与求解
        4.3.4 仿真算例
    4.4 组合单元模块刚柔耦合动力学仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 天线支撑机构最优时间急动度展开轨迹控制
    5.1 前言
    5.2 最优时间急动度天线展开轨迹模型
        5.2.1 约束条件
        5.2.2 最优展开轨迹搜索
    5.3 结果分析
    5.4 结论
第六章 论文总结和展望
    6.1 论文总结
    6.2 论文展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的硕士论文

(6)新型负泊松比蜂窝结构天线反射面力学性能及热变形研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内外负泊松比结构研究现状
        1.2.2 负泊松比结构的应用
        1.2.3 蜂窝夹层板热变形国内外研究现状
    1.3 论文的研究内容和技术路线
第二章 新型负泊松比蜂窝结构力学性能建模
    2.1 相对密度
    2.2 泊松比
    2.3 热传导率
    2.4 等效弹性模量
    2.5 等效扭转刚度
    2.6 本章小结
第三章 负泊松比蜂窝结构设计参数对力学性能的影响
    3.1 设计参数对泊松比的影响
    3.2 设计参数对等效弹性模量的影响
    3.3 设计参数对扭转刚度影响
    3.4 设计参数对面外刚度的影响。
    3.5 设计参数对热传导率影响
    3.6 本章小结
第四章 新型蜂窝胞元结构仿真分析
    4.1 蜂窝胞元结构有限元模态分析
        4.1.1 模态分析理论
        4.1.2 蜂窝胞元有限元模型
        4.1.3 有限元计算
    4.2 实验设计
        4.2.1 参数实验
        4.2.2 拉丁超立方设计
    4.3 负泊松比蜂窝胞元结构静变形仿真及优化
    4.4 新型负泊松比蜂窝与六边形蜂窝剪切强度对比
    4.5 本章小结
第五章 卫星反射面热变形仿真及优化
    5.1 天线反射面热变形仿真
    5.2 蜂窝胞元参数对热变形影响
    5.3 天线反射面热变形优化
        5.3.1 天线反射面热变形优化模型
        5.3.2 粒子群优化算法
        5.3.3 负泊松比蜂窝胞元参数优化
    5.4 天线反射面碳纤维铺层优化
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献

(7)环形天线的热变形分析与找形研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
字母注释表
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 网状可展天线简介
    1.3 课题的背景及研究的目的和意义
        1.3.1 课题的背景
        1.3.2 研究的目的和意义
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 国内研究现状
        1.4.2 国外研究现状
    1.5 本文主要内容
第二章 空间环境特性及热学理论分析
    2.1 引言
    2.2 空间环境特性分析
    2.3 热环境基本假设与热参数的设定
    2.4 轨道与姿态分析
    2.5 热学理论分析
        2.5.1 热平衡关系
        2.5.2 热辐射-传导理论
    2.6 本章小结
第三章 天线在轨温度场分析
    3.1 引言
    3.2 环形天线的简化建模方法
    3.3 环形可展天线算例模型
    3.4 温度场分析
        3.4.1 温度场计算流程
        3.4.2 环形天线温度场分析
    3.5 本章小结
第四章 考虑热变形的反射面找形方法
    4.1 引言
    4.2 热变形分析
        4.2.1 热变形理论
        4.2.2 热变形分析模型的建立
    4.3 计及空间温度场的找形方法
        4.3.1 力密度找形法
        4.3.2 非线性有限元法
        4.3.3 计及热变形的找形方法
    4.4 算例分析
        4.4.1 热变形算例分析
        4.4.2 计及热变形找形方法的算例分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 本文创新点
    5.3 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(8)模块化可展开抛物柱面天线机构设计与分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究目的与意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 国外研究现状与分析
        1.2.2 国内研究现状与分析
        1.2.3 国内外文献综述的简析
    1.3 本课题的主要研究内容
第2章 天线机构方案设计与抛物线拟合
    2.1 引言
    2.2 可展开天线机构展开方案确定
        2.2.1 剪叉联动式折展抛物柱面天线机构方案
        2.2.2 基于肋机构的抛物柱面天线机构方案
        2.2.3 基于支撑桁架的抛物柱面网状天线方案
        2.2.4 方案对比分析
    2.3 工作表面母线找型
        2.3.1 过两端点找圆
        2.3.2 过上端点找圆
    2.4 本章小结
第3章 天线可展开机构几何建模与运动学仿真
    3.1 引言
    3.2 基本肋单元机构几何建模
    3.3 自由度及同步性分析
    3.4 中心模块几何建模
        3.4.1 中心模块几何建模
        3.4.2 多中心模块几何建模
    3.5 基本模块运动学仿真分析
        3.5.1 单电机驱动分析
        3.5.2 弹簧辅助驱动分析
    3.6 本章小结
第4章 天线机构动力学特性分析及优化
    4.1 引言
    4.2 可展开天线的模态分析
        4.2.1 模态分析基础理论
        4.2.2 有限元建模及自由模态分析
    4.3 固有频率影响因素分析
        4.3.1 结构材料对频率的影响
        4.3.2 支撑方式对频率的的影响
        4.3.3 结构参数对频率的影响
    4.4 谐响应分析
    4.5 轻量化优化设计
        4.5.1 试验设计
        4.5.2 数学模型
        4.5.3 截面参数优化
    4.6 本章小结
第5章 天线机构结构设计与样机试验
    5.1 引言
    5.2 可展开天线结构设计
        5.2.1 天线基本肋单元机构设计
        5.2.2 天线基本展开模块结构设计
    5.3 天线系统试验系统
        5.3.1 重力补偿悬挂系统
        5.3.2 振动激励测试平台
    5.4 天线机构原理样机试验
        5.4.1 天线机构展开功能试验
        5.4.2 天线机构振动测试试验
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢

(9)可展开固面天线机构设计与性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 国外研究现状及分析
        1.2.2 国内研究现状及分析
    1.3 本课题主要研究内容
第2章 可展开固面天线机构设计
    2.1 引言
    2.2 可展开固面天线总体方案设计
    2.3 基本可展机构方案设计
        2.3.1 基本可展机构构型设计
        2.3.2 面板分块数量的优选
        2.3.3 基本可展机构收拢角度的确定
        2.3.4 基本可展机构结构尺寸的确定
    2.4 可展开固面天线结构设计
        2.4.1 基本可展机构设计
        2.4.2 面板支撑与锁定机构设计
        2.4.3 锁定解锁切换机构设计
        2.4.4 联动传动机构设计
    2.5 本章小结
第3章 天线基本可展机构运动学分析
    3.1 引言
    3.2 机构位置分析
        3.2.1 运动过程自由度分析
        3.2.2 运动学模型的建立
        3.2.3 运动过程位置分析
    3.3 机构速度和加速度分析
    3.4 机构ADAMS运动学仿真
    3.5 本章小结
第4章 可展开固面天线动力学性能分析
    4.1 引言
    4.2 基本可展机构刚体动力学分析
        4.2.1 动力学模型的建立
        4.2.2 计算与分析
    4.3 基本可展机构ADAMS动力学仿真分析
        4.3.1 驱动力影响因素仿真分析
        4.3.2 可展机构动力学仿真分析
    4.4 天线结构动力学性能分析
        4.4.1 天线整体结构模态分析
        4.4.2 天线整体谐响应分析
        4.4.3 基本可展机构固有频率分析
    4.5 本章小结
第5章 可展开固面天线样机研制及精度分析
    5.1 引言
    5.2 固面天线样机研制与展开试验
        5.2.1 固面天线样机研制
        5.2.2 天线展开功能试验
    5.3 固面天线精度分析
        5.3.1 构件尺寸误差的可展机构误差精度模型
        5.3.2 回转铰链误差的可展机构误差精度模型
        5.3.3 基于蒙特卡洛模拟的基本可展机构误差精度分析
    5.4 固面天线展开精度与模态测量试验
        5.4.1 天线重复展开精度测试
        5.4.2 天线展开形面精度测量
        5.4.3 天线模态测量试验
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢

(10)形面可调抛物面展开天线设计与分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 空间可展开天线研背景
    1.2 国外星载天线结构的发展现状
        1.2.1 充气反射面天线
        1.2.2 固面反射面天线
        1.2.3 网状反射面天线
    1.3 国内星载天线发展现状
        1.3.1 充气可展天线
        1.3.2 固面可展开天线
        1.3.3 网状可展开天线
        1.3.4 静电成型薄膜可展天线
    1.4 本文主要研究内容
第2章 形面可调抛物面天线的工作原理和运动学分析
    2.1 引言
    2.2 天线的组成与工作原理
        2.2.1 天线机构的组成
        2.2.2 天线机构的工作原理
    2.3 形面可调展开天线的几何参数
        2.3.1 天线系统的整体参数
        2.3.2 天线机构中蜗杆副尺寸计算
    2.4 形面可调抛物面展开天线运动学分析
        2.4.1 天线系统中蜗杆的齿面方程
        2.4.2 天线系统中蜗轮的齿面方程
        2.4.3 天线系统中运动学分析
    2.5 本章小结
第3章 形面可调抛物面天线系统的蜗杆副接触分析
    3.1 引言
    3.2 形面可调抛物面伞状展开天线有限元模型建立
        3.2.1 有限元理论的介绍
        3.2.2 接触问题简介
        3.2.3 有限元软件的介绍
    3.3 形面可调抛物面伞状展开天线的静力学分析
        3.3.1 ANSYSWorkbench静力分析流程图
        3.3.2 定义材料属性
        3.3.3 天线系统中蜗杆副模型的建立
        3.3.4 网格划分控制
        3.3.5 约束与载荷的施加
        3.3.6 求解和结果分析
    3.4 本章小结
第4章 形面可调抛物面展开天线的模态分析
    4.1 引言
    4.2 模态分析的概述
    4.3 形面可调抛物面伞状展开天线结构的模态分析
    4.4 本章总结
第5章 形面可调抛物面展开天线系统原理样机装配与调试
    5.1 引言
    5.2 形面可调抛物面伞状展开天线的系统组成
        5.2.1 圆柱支撑座
        5.2.2 可展部件
        5.2.3 驱动部件
        5.2.4 其他部件
    5.3 形面可调抛物面伞状展开天线的方案设计
    5.4 形面可调抛物面伞状展开天线系统的展开与收拢
    5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读硕士学位期间发表的学术论

四、可展星载抛物面天线结构设计(论文参考文献)

  • [1]索肋张拉式空间折展天线机构设计与索网找形研究[D]. 刘瑞伟. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [2]空间大型星载抛物面天线研究进展[J]. 陈传志,董家宇,陈金宝,林飞,蒋松,刘天明. 航空学报, 2021(01)
  • [3]基于刚性折纸的固面天线结构设计与分析[D]. 王志岗. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [4]大型抛物面可机动天线背架设计与研究[D]. 陈佳伟. 南京航空航天大学, 2020(07)
  • [5]抛物柱面可展天线支撑机构动力学分析与控制[D]. 郭芸芸. 南京航空航天大学, 2020(07)
  • [6]新型负泊松比蜂窝结构天线反射面力学性能及热变形研究[D]. 李鑫. 东南大学, 2020(01)
  • [7]环形天线的热变形分析与找形研究[D]. 武聪魁. 天津大学, 2019(01)
  • [8]模块化可展开抛物柱面天线机构设计与分析[D]. 张祥. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
  • [9]可展开固面天线机构设计与性能研究[D]. 王建东. 哈尔滨工程大学, 2019(03)
  • [10]形面可调抛物面展开天线设计与分析[D]. 王垒. 河北工程大学, 2018(02)

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可展开星载抛物面天线的结构设计
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